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Biblioteca de Química
Curso: Biblioteca de Química > Unidade 14
Lição 1: Soluções tampão- Introdução às soluções tampão
- Propriedades das soluções tampão
- A equação de Henderson-Hasselbalch
- Reguladores e o efeito do íon comum
- Cálculo de pH da solução tampão
- Métodos de preparo de soluções tampão
- relação pH e pKa para tampões
- Capacidade tampão
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Propriedades das soluções tampão
As soluções tampão contêm altas concentrações tanto de um ácido fraco quanto de sua base conjugada (ou de uma base fraca e seu ácido conjugado). Como esses componentes podem neutralizar os íons H⁺ ou OH⁻ adicionados, as soluções tampão são altamente resistentes a variações no pH. Versão original criada por Jay.
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Transcrição de vídeo
RKA2JV - E aí, pessoal,
tudo bem? Nesta aula, vamos estudar as
propriedades das soluções tampão. E o que significa
esse tipo de solução? Nada mais é do que
uma quantidade significativa de um ácido fraco
e sua base conjugada. Digamos que temos aqui
um ácido fraco genérico, que eu vou
chamar de HA, e aqui, a sua base
conjugada, A⁻. Vamos utilizar alguns diagramas
para entender como tudo isso funciona. Neste primeiro aqui, quantas
moléculas de ácido tem? Uma, duas, três,
quatro e cinco. 5 HA. E uma, duas, três,
quatro e cinco A⁻. Quando olhamos para um
diagrama de partículas de um tampão, geralmente as moléculas de água são
omitidas, para um maior entendimento. Neste aqui, também
omitimos os cátions. Lembre-se também que este diagrama
serve apenas para representar uma pequena
parte da solução, para que possamos ter uma ideia do que
está acontecendo em toda a solução. Portanto, temos 5 partículas de HA
e 5 de A⁻ em nossa solução aquosa. E ter a mesma quantidade de
ácido fraco e base conjugada nos dá uma boa
solução tampão. E o que acontece se adicionarmos
uma pequena quantidade de ácido? Eu posso colocar um H⁺
aqui na nossa solução. Quando isso acontece, a base reagirá
com esse H⁺ para neutralizá-lo. Assim, o H⁺ reage com o A⁻
para formar o HA. Basicamente, no nosso diagrama,
este H⁺ adicionado reage com um A⁻ presente em
nossa solução. Com isso, formam um HA,
ficando com um total de 6. É o que podemos ver neste
outro diagrama: 6 HA na solução. E note que perdemos um A⁻,
ficando com 4. Então, 4 A⁻. Começamos com
5 HA e 5 A⁻ e, com a adição de uma
pequena quantidade de ácido, que foi neutralizado pela base
que estava presente, formamos
6 AH e 4 A⁻. Assim, uma solução tampão
resiste a mudanças no pH. O H⁺ adicionado foi
neutralizado pela base. Agora, se essa solução tampão
não estivesse presente, se tivéssemos apenas
um pouco de água e adicionássemos
um pouco de H⁺, aí sim, o pH teria
mudado drasticamente. Uma maneira de escrever a reação
de neutralização ácido-base que ocorreu é escrever o H⁺ + A⁻,
que vai para o HA. No entanto, como o H₃O⁺ e o H⁺ são
usados de forma intercambiável em Química, também poderíamos ter escrito
a equação iônica líquida como: H₃O⁺ + A⁻,
que vai para HA + H₂O. Agora, vamos voltar ao nosso
diagrama de partículas do meio com 5 HA
mais 5A⁻. Desta vez, vamos tentar adicionar
alguns íons hidróxidos à solução. Então, adicionamos uma pequena
quantidade de base à nossa solução. O ânion hidróxido irá reagir com o ácido
fraco que está presente, ou seja, o HA, Para formar
H₂O e A⁻. Olhando nos diagramas,
seria como se o OH⁻ reagisse com um dos HA
para formar H₂O e um A⁻. Como estamos usando um destes HA,
passaremos de 5 HA para 4. Deixe-me colocar
isso aqui: 4 HA. E, quando o HA reagir,
vai se transformar em um A⁻. Com isso, vamos
de 5 A⁻ para 6. É só você contar aqui.
Vamos ficar, agora, com 6 no total. E, se não houver
tampão presente e estivemos apenas adicionando
ânions de hidróxido de água, o pH mudará
drasticamente. No entanto, como temos
uma solução tampão, uma vez que há um
ácido fraco (o HA presente), ele vai neutralizar os ânions
hidróxidos adicionados e, com isso, a solução
resiste à mudança de pH. Então, deixe-me
resumir tudo aqui. Se adicionarmos uma pequena quantidade
de ácido (H⁺) a uma solução tampão, a base conjugada presente (A⁻)
neutraliza o ácido adicionado, o que faz com que a solução
resista a uma mudança de pH. Agora, digamos que temos uma solução
aquosa de ácido acético aqui e uma solução aquosa
de acetato de sódio aqui. E digamos que temos mols iguais
de ácido acético e de acetato de sódio. A mistura dessas duas soluções
formaria uma solução tampão. Para entender
o porquê disso, vamos primeiro pensar
no ácido acético. Ele é um
ácido fraco, portanto, ioniza apenas
parcialmente em soluções aquosas. Portanto, neste caso, temos
principalmente ácido acético, que é CH₃COOH. O acetato de sódio
é um sal solúvel e, portanto, dissocia-se completamente
em uma solução aquosa. Portanto, na nossa solução,
vamos ter cátions de sódio e ânions acetato
CH₃COO⁻. O ânion acetato é a base
conjugada do ácido acético. Portanto, em solução aquosa, temos
um ácido fraco e sua base conjugada e, portanto, uma
solução tampão. Se tentarmos adicionar uma pequena
quantidade de ácido a essa solução, a base conjugada presente reagirá
com o ácido e o neutralizará. Assim, na equação iônica
líquida balanceada, o íon hidrônio
é adicionado (H₃O⁺), que reage com
o ânion acetato para formar ácido
acético e água. Com isso, este íon
adicionado foi neutralizado e a solução tampão resistiu
a uma mudança de pH. E, se tentarmos adicionar uma pequena
quantidade de base à solução, o ácido fraco presente
neutralizará a base adicionada. Assim, na equação iônica
líquida balanceada, ânions hidróxidos reagem
com o ácido acético para formar o ânion
acetato e água. Com isso, a base
adicionada foi neutralizada. Então, para resumir: o sistema
de tampão ácido acético-acetato resiste a mudanças
drásticas no pH quando pequenas quantidades
de ácidos ou bases são adicionadas. Eu espero que esta aula
tenha lhes ajudado e até a próxima,
pessoal!